CN107640848A - 一种含铬冲洗废水处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含铬冲洗废水处理的方法，包括如下步骤：1、将含铬冲洗废水中粒径为5μm以上的颗粒物过滤去除；2、采用渗透膜对步骤1中得到的冲洗废水进行浓缩；3、利用酸将步骤2中得到的浓缩液的pH调整至1～3，加还原剂将浓缩液中的六价铬还原为三价铬，再用碱将其pH调整至7～9后进一步沉淀；4、将步骤3中得到的沉淀物用作不锈钢冶炼中不锈钢烧结工序的原料。经该方法处理后，含铬冲洗废水中90～99％以上的纯水得到回收后返回生产工序利用，同时又减少了90～99％的含铬废水排放，具有良好的社会效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理技术，尤其涉及一种含铬冲洗废水处理的方法。
背景技术
铬及其化合物在工业上应用广泛，冶金、化工、矿物工程、电镀、制铬、颜料、制药、轻工纺织、铬盐及铬化物的生产等一系列行业，都会产生大量的含铬废水。其中，铬的化合物主要以三价(如Cr2O3)和六价(如CrO4 2-或Cr2O7 2-)的形式存在，而毒性则以六价铬最强，约为三价铬的一百倍。
在冷轧行业，冷轧含铬钝化工序之后需要用纯水对带钢表面进行冲洗，冲洗带钢后的废水由于还有铬离子，大多排放至废水站，作为含铬废水进一步处理。该部分废水电导率一般较低，在200μs/cm以下，主要成分是Cr6+，此外还有少量的从带钢表面冲洗下来的铁离子。
公开号为CN105236639A的中国专利文献公开了一种含铬废水处理工艺。该工艺包括如下步骤：(1)、含铬废水通过格栅井进行初步过滤；(2)、过滤后的含铬废水送入均相调节池内，进行均质处理；(3)、均质调节池处理后的含铬废水送入pH调节池，向池内加入稀硫酸，调节pH至2-3；(4)、调节pH后的含铬废水进入还原池，向还原池投加还原剂NaHSO3，将含铬废水中的Cr6+还原为Cr3+；(5)、向还原池内加入氢氧化钠调节pH至8-9，将含铬废水中的Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀，反应时间30-40min；(6)、废水储存收集，沉淀经过滤压滤机压滤后集中存放。
公开号为CN104030478A的中国专利文献公开了另一种含铬废水的处理方法。该方法包括以下步骤：(1)、将含铬废水加酸，pH调节至2-3之间；(2)、向酸性含铬废水中加入还原剂，将六价铬离子还原成三价铬离子；(3)、将上述步骤处理后的溶液加碱，pH调节至8-9之间，将三价铬离子转化成氢氧化铬沉淀。
现有技术中采用的化学还原沉淀法是国内外应用最早也是最广泛的一种含铬废水处理方法。该处理技术一般首先用硫酸将废水的pH值调节到2～3的酸性条件下，之后使用化学还原剂，将溶液中的六价铬还原成三价铬，然后用氢氧化钠或石灰乳调节pH值到7-9，使其生成难溶的三价铬沉淀从水体中分离出来，达到除铬的目的。常使用的还原剂有二氧化硫、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、水合肼、硫代硫酸盐和铁屑等。
利用化学还原沉淀法处理含铬废水具有一次性投资小、运行费用低、操作管理简便、处理效果好等优势，因此在工业上被广泛应用。但另一方面使用不同的还原剂会带来不同的弊端，如使用二氧化硫气体作为还原剂，要严格控制输送气体的管道的密封性，严防气体泄漏造成的危害；使用亚硫酸氢钠为还原剂，还原剂成本较高，处理废水时可能会带来臭味和腐蚀，出水中的硫酸根浓度偏高，易对环境造成二次污染；而使用硫酸亚铁和铁屑做还原剂时，生成的沉渣量较大、不易回收利用。
目前采用的最为广泛的化学还原沉淀处理工艺主要为亚硫酸氢钠两级还原，之后投加石灰中和沉淀，沉淀后的废水达标排放。包括上述处理方法的该类化学还原沉淀工艺存在的问题主要有两个：一个产生大量的含铬污泥，含铬污泥属于危险废弃物，需要寻求有资质的处理单位，而且处理成本较高；另一个问题是处理过程中投加了大量的还原剂(亚硫酸氢钠)和中和剂(石灰)，造成出水中电导率很高，而且硬度大，很难进一步处理后回用，大多与酸性废水混合处理后排放。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种含铬冲洗废水处理的方法。
该方法主要包括以下步骤：
(1)、过滤预处理
冷轧含铬冲洗废水中会含有少量颗粒物，如氧化铁皮等，如不加以去除，会对后续的膜处理工艺造成不利影响。采用过滤作为预处理，过滤掉5μm以上的颗粒物。可以采用石英砂、无烟煤等填料的过滤器，也可以采用无机陶瓷膜过滤或者烧结有机膜过滤等。
(2)、膜浓缩
过滤之后的含铬冲洗废水采用高效膜浓缩技术进行浓缩。该膜具有气密性(无孔)、高选择性(只允许水分子通过)、高通量(亲水材质，非常利于水分子被吸收和传输)的特点；比如中山市创思泰新材料科技有限公司生产的膜。(备注：本申请中提到的高效膜浓缩技术是对这种膜浓缩起的一个名称，其中的膜就是指具有上述性能的膜)。含铬冲洗废水的温度一般在50～80℃，将过滤之后的含铬废水加热至50～100℃，加热可以采用蒸汽加热、电加热或采用废烟气等加热。由于该膜具有高度选择性，只允许水分子通过，加热后的含铬废水侧的水蒸汽穿过膜后进入蒸汽侧，在水蒸汽侧利用真空泵将透过膜的水蒸汽抽至冷凝器内，从而保证膜两侧的蒸汽压差，水蒸汽在冷凝器内冷凝为冷凝水，冷凝水的电导率小于10μs/cm，返回生产工艺利用。膜浓缩后的浓缩液循环至膜浓缩相关设备组件的入口处继续浓缩，形成一个循环浓缩的过程，直至浓缩液中Cr的质量浓度大于0.1时，开始排放部分含铬浓缩液，含铬浓缩液进入后续处理系统继续处理；剩余的浓缩液继续返回入口处循环浓缩。稳定运行状态下，膜组件(即实现膜浓缩的设备)中的Cr的质量浓度大于0.1％。
(3)、铬浓缩液处理
经膜浓缩之后少量的含铬浓缩液，用盐酸将pH调整至1～3，投加铁粉作为还原剂，铁粉的粒径10～300目，将浓缩液中的Cr6+还原为Cr3+；之后采用氢氧化钠或氢氧化钙将废水的pH调整至7～9，还原过程中产生的铁盐可作为沉淀过程中所需的混凝剂，投加聚丙烯酰胺作为助凝剂，投加量0～10mg/L，三价铬以氢氧化铬的形式沉淀；铁粉的投加量为理论投加量的1.1～2倍，剩余的铁粉可作为氢氧化铬沉淀的晶核，提高沉降速度，强化沉淀效果。沉淀后的废水达标排放。由于浓缩后需处理的含铬废水量减少了90％以上，因此用于调节pH的酸和碱的量分别减少了90％以上，同时废水排放量也减少了90％以上。
(4)、含铬污泥处理
沉淀后的污泥总的主要成分有氢氧化铬、铁粉被氧化后产生的铁盐、过量添加作为沉淀晶核的铁粉。这些成分都是不锈钢冶炼的原料，因此沉淀的污泥可返回不锈钢烧结工序，作为不锈钢冶炼的原料。从而实现含铬污泥的资源化利用。
含铬冲洗废水经过过滤、膜浓缩、还原混凝沉淀以及污泥返不锈钢烧结工序，分别实现了含铬冲洗废水中水和铬的资源化回收利用。
采用上述技术方案提供的冷轧含铬冲洗废水处理的方法处理后，含铬冲洗废水中90～99％以上的纯水得到回收，返回生产工序利用，同时又减少了90～99％的含铬废水排放；由于水量减少，调节废水pH所需的酸、碱用量也同样减少了90％以上；沉淀产生的污泥中Cr的含量较高，可作为不锈钢生产的原料，节约了含铬污泥的处置费用。该发明具有经济和环保双重效果，具有良好的社会效益和环境效益。
附图说明
图1是本发明提供的一种冷轧含铬冲洗废水处理的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的详细说明。
如图1所示，为本发明含铬冲洗废水资源化回收工艺的流程图，含铬冲洗废水首先进入预处理系统进行过滤，以过滤掉5μm以上的颗粒物。可以采用石英砂、无烟煤等填料的过滤器进行过滤，也可以采用无机陶瓷膜过滤或者烧结有机膜过滤等。
首先用现场的低温蒸汽将过滤之后的酸洗废水加热至50～100℃，进入储水箱，用循环泵提升至膜组件(即图中的高效膜浓缩系统)，含铬冲洗废水侧的水蒸汽穿过膜后进入蒸汽侧，在水蒸汽侧利用真空泵将透过膜的水蒸汽抽至冷凝器内，从而保证膜两侧的蒸汽压差，水蒸汽在冷凝器内冷凝为冷凝水，冷凝水的电导率小于10μs/cm，返回生产工艺利用。膜浓缩后的浓缩液循环至储水箱继续浓缩，直至浓缩液中铬的浓度大于0.1％时，开始排放部分浓水，浓水进入后续的处理系统继续处理；剩余的浓缩液继续返回入口处循环浓缩。稳定运行状态下，膜组件中的铬浓度控制在0.1～10％。
经膜浓缩之后产生的少量的含铬浓缩液，用盐酸将pH调整至1～3，投加铁粉作为还原剂，铁粉的粒径10～300目，将浓缩液中的Cr6+还原为Cr3+；之后采用氢氧化钠将废水的pH调整至7～9，还原过程中产生的铁盐可作为沉淀过程中所需的混凝剂，投加聚丙烯酰胺作为助凝剂，投加量0～10mg/L，三价铬以氢氧化铬的形式沉淀；铁粉的投加量为理论投加量的1.1～2倍，剩余的铁粉可作为氢氧化铬沉淀的晶核，提高沉降速度，强化沉淀效果。沉淀后的废水达标排放。沉淀产生的含铬污泥作为不锈钢烧结的原料使用。
下表中对各处理阶段的废水及产水的水质情况参数进行了罗列。
表1各处理阶段的废水及产水水质
| pH | 电导率(μs/cm) | Cr6+(mg/L) | TCr(mg/L) | TFe(mg/L) | |
| 含铬冲洗废水 | 4.98 | 185 | 60 | 70 | 0.2 |
| 浓缩后含铬废水 | 3.69 | 1.05×104 | 3280 | 3985 | 5.6 |
| 产水 | 6.25 | 5.3 | <0.05 | <0.05 | <0.05 |
| 沉淀后的排放废水 | 8.51 | 1.08×104 | 0.08 | 0.23 | 0.12 |
Claims (10)
1.一种含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、将含铬冲洗废水中粒径为5μm以上的颗粒物过滤去除；
(2)、采用渗透膜对步骤(1)中得到的冲洗废水进行浓缩；
(3)、利用酸将步骤(2)中得到的浓缩液的pH调整至1～3，加还原剂将浓缩液中的六价铬还原为三价铬，再用碱将其pH调整至7～9后进一步沉淀；
(4)、将步骤(3)中得到的沉淀物用作不锈钢冶炼中不锈钢烧结工序的原料。
2.根据权利要求1所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，所述颗粒物经石英砂或无烟煤填料的过滤器过滤去除，或利用无机陶瓷膜或烧结有机膜过滤去除。
3.根据权利要求1所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，所述步骤(2)中包括将过滤后含铬冲洗废水加热至50～100℃的步骤。
4.根据权利要求1所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，步骤(1)中所述步骤中得到的冲洗废水经步骤(2)多次浓缩至Cr的质量浓度至0.1以上。
5.根据权利要求1所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，步骤(3)中用到的酸为盐酸。
6.根据权利要求1所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，步骤(3)中所加的还原剂为铁粉，所述铁粉的粒径为10～300目。
7.根据权利要求1所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，步骤(3)中用到的碱为氢氧化钠或氢氧化钙。
8.根据权利要求6所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，步骤(3)中还原过程中产生的铁盐作为沉淀过程中所需的混凝剂；并投加聚丙烯酰胺作为助凝剂，投加量为0～10mg/L。
9.根据权利要求6或8所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，铁粉的投加量为理论投加量的1.1～2倍，多余的铁粉用作氢氧化铬沉淀的晶核。
10.根据权利要求3所述含铬冲洗废水处理的方法，其特征在于，加热后的所述含铬冲洗废水穿过所述渗透膜后经冷凝形成冷凝水，所述冷凝水的电导率小于10μs/cm。
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